UNIDAD III
MAGNETISMO
Se cuenta que hace unos dos mil años, unos pastores de Magnesia, en la actual Turquía, cuando conducían a sus corderos, a cierto
Interesados por encontrar la causa,
removieron la tierra y descubrieron una roca negra que presentaba la propiedad de
atraer al hierro. Esta roca recibe actualmente el nombre de piedra imán o magnetita,
químicamente es un mineral de óxido de fierro, cuya fórmula es FeʒOч.
Más adelante, la gente descubrió que cuando un pedazo largo y delgado de la roca negra de
magnesia se colgaba libremente de un hilo, dando varias vueltas hasta que se detenía y
siempre era el mismo extremo al que apuntaba al polo norte geográfico y el otro al polo sur.
MAGNETISMO
Tipos de Imanes
Los imanes se clasifican en :
L
Las ferromagnéticasas ferromagnéticas
L
Las paramagnéticasas paramagnéticas
L
Imanes y polos magnéticos
•
Las ferromagnéticas
:Se pueden convertir en imanes por inducción magnética, fuertemente atraídos por las zonas de campo magnético intenso. Se observa en fierro, níquel, cobalto y aleaciones.
•
Las diamagnéticas:
•
Las paramagnéticas
Se imantan muy débilmente sin convertirse en imanes, débilmente atraídos por las zonas de campo magnético intenso. Se observa frecuentemente en gases.
IMANES PERMANENTES Y
TEMPORALES
La mayoría de los imanes que se utilizan
En la industria, una barra de metal se imanta al someterla a la acción de un campo
magnético, producido por un solenoide en el que circula una corriente eléctrica. Si la barra es de hierro dulce, se imanta, pero la
imantación cesa al momento de interrumpir la
corriente, por lo que el imán recibe el nombre de temporal. Cuando la barra es de acero templado,
adquiere una imantación que persiste aún después de que la corriente eléctrica se interrumpe por el
Imanes y polos magnéticos
CAMPO MAGNÉTICO
Faraday considero útil el de imaginar que de un imán salían hilos o líneas que se
Líneas de fuerza entre polos del
mismo polo
DENSIDAD DE FLUJO MAGNETICO
• Una sola línea de fuerza equivalente a la unidad del flujo magnético ø en el C.G.S. y recibe el nombre de maxwell que es una unidad muy pequeña, en el S.I. se emplea una unidad mucho mayor llamada weber y cuya equivalencia es:
Densidad de flujo magnético o
inducción magnética B
La densidad de flujo magnético en una región de un campo magnético equivale al número de líneas de fuerza ( o sea el flujo magnético) que atraviesan perpendicularmente a la unidad de área, y se expresa:
Ø = BA
Donde: B=densidad del flujo magnético en Wb/m² Ø=flujo magnético, en Wb
La unidad de densidad del flujo
magnético en el S.I. es el Wb/m²
que recibe el nombre de tesla (T),
en honor del Físico yugoslavio
En el sistema C.G.S. la unidad usada es el
maxwell/cm² que recibe el nombre de gauss
(G) y cuya equivalencia con el tesla es la
siguiente:
1Wb/m²=1T=1x10^4
maxwell/cm²=1x10^4 G
Cuando el flujo magnético no penetra
perpendicularmente a una área sino que
lo hace con cierto ángulo, se usa:
Θ= ángulo formado por el flujo
magnético y la normal a la
superficie
Ejemplo:
1.- En una placa circular de 3 cm de
radio, existe una densidad de flujo
magnético de 2 T. Calcular el flujo
magnético total a través de la placa, en
webers y maxwell
Resp. 56.52x10^-4 Wb
2.- Una espira de 15 cm de ancho por 25 cm de largo forma un ángulo de 27º con
respecto al flujo magnético. Determinar el flujo magnético que penetra por la espira debido a un campo magnético cuya
densidad de flujo es de 0.2 T
Intensidad de campo magnético
PERMEABILIDAD MAGNÉTICA
Es el fenómeno que se presenta en algunos materiales, como el hierro dulce, en los
que las líneas de fuerza de un campo
Esto provoca que cuando un material permeable se coloca en un campo
magnético, concentre un mayor número de líneas de flujo por unidad de área, lo que aumenta el valor de la densidad del flujo magnético.
La permeabilidad magnética para diferentes medios se representa por la letra griega (mu)µ. La permeabilidad magnética del vacío µo tiene un valor en el S:I: de:
A
Tm
X
Am
Wb
X
O
4
10
/
4
10
/
7
7
Para fines prácticos la permeabilidad del aire se considera igual a la
permeabilidad del vacío.
La permeabilidad relativa de una sustancia se calcula con la expresión:
o r
Intensidad del campo magnético
Para un medio dado, el vector intensidad del campo magnético es el cociente que resulta de la densidad del flujo
magnético entre la permeabilidad magnética del medio: B = μ H
B= densidad de flujo magnético en Teslas (T)
H= intensidad del campo magnético para un medio dado en A/m
Ej:
Una barra de fierro cuya permeabilidad relativa es de 12500 se coloca en una
región de un campo magnético en el cual la densidad del flujo magnético es de
0.8 teslas. ¿Cuál es la intensidad del campo magnético originada por la
permeabilidad del fierro?
• Una carga de 4µC se proyecta con una
velocidad de 5x10*5 m/s y experimenta
una fuerza de 6x10*-3 N Calcular B
• Una carga desconocida se proyecta con
una velocidad de 4x10¨5 m/s en un campo
de 0.4 T. la fuerza de 5x10*-3 N hace que
se mueva en círculo calcular el valor de
• Una carga de 8nC se proyecta a 4x10*5m/s en un campo de 0.60T calcular la fuerza
• Calcular el campo magnético en el aire de un alambre de 6 cm de largo que conduce una corriente eléctrica de 9 A calcular cuantas vueltas tiene
• Un trozo de alambre de 24 cm de longitud forma un ángulo de 32° por encima de un campo horizontal de 0.44 T. Calcular la
• Cuál es la velocidad de los protones
